[发明专利]一种基于行波的柔性直流配电线路故障定位方法

说明书

本发明公开了一种基于行波的柔性直流配电线路故障定位方法。涉及电力系统技术领域。包括注入行波步骤，采样步骤，信号变换步骤，故障检测步骤，故障定位步骤，完毕。利用初始故障点反射行波来进行故障区段识别，极大的提升了故障区段的识别速度。

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，尤其涉及柔性直流配电线路的故障定位方 法。

背景技术

直流配电网具有线损小、控制灵活、能承受分布式电源和多负荷等优点。 然而，直流配电网直流故障的迅速发展，控制系统的复杂，给线路保护带来巨 大的困难。在现有的直流故障隔离方法中，交流断路器方案运行时间长，直流 断路器方案存在经济成本高等问题，因此无直流断路器的故障隔离换流器方案 更适用于直流配电网。为了保证直流配电网在故障发生后的安全稳定运行，需 要快速的故障检测和定位。

直流线路的故障检测需要毫秒内的快速识别，以及准确识别内部和外部故 障以保证选择性。在这样短的时间要求下，由信号传输引起的双端保护延时已 不能满足要求，根据单端量只能进行故障检测，对于故障测距来说由于配电系 统距离短、分支多，所以对精度要求比较高，行波测距比较困难，例如在1MHz 的采样率下，一个采样点误差在300米左右，这不符合故障选段精度要求。因 此，配电线路的快速故障检测只能获取单端的局部信息。线路发生故障后，故 障信息将以行波的形式从故障点传播到线路两端。因此，在测量点接收到的最 早故障信息是故障点发出的初始故障行波。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于行波的柔性直流配电线路 故障定位方法。

本发明采用如下技术方案实现：一种基于行波的柔性直流配电线路故障定 位方法，包括如下步骤：

注入行波步骤，选取测量点，在测量点处向线路拓扑中注入检测波形，该 检测波形为行波；

采样步骤，检测测量点的电压和电流信息；

信号变换步骤，将收到的行波信号进行信号变换，得到极大值；

故障检测步骤，与正常注入行波响应集合进行比对，若无新的时间点出现， 则判断发生瞬时性故障；若有新的时间点出现，则判断故障发生并记录时间点 为故障点；

故障定位步骤，将故障点的时间与行波初始注入时间比对，得到故障点在 拓扑区段内的位置，实现故障定位，完毕。

所述采样步骤中至少以1MHz的频率对测量点的电压和电流信息进行采样。

所述采样步骤中的测量点为电路拓扑中换流器和平波电抗器的出口处。

所述故障检测步骤中注入检测波形后的实时反馈时间与正常状态下注入检 测波形后的标准反馈时间比对，若时间点有偏差且仅偏差一次则为瞬时性故障， 若有多次时间点偏差则为故障区段。

将实时反馈时间记为Tmin，在一段线路中从检测点到电路拓扑结构点a的 时间为Ta，从检测点到电路拓扑结构点b的时间为Tb，若Ta＜Tmin＜Tb，则 故障区段为电路拓扑中拓扑点A到拓扑点B的区段。

相比现有技术，本发明中故障检测的原理是波的产生是因为网络拓扑发生 变化。采用基于实时负荷信息的正常电路拓扑注入检测波形，通过检测波形与 正常波形通过固定点所需的时间进行比对分析，存在时间差则可说明存在故障， 能更好的突显故障特征。双极系统的线路存在耦合，可采用极模变换解耦计算。 向线路注入行波后，注入波将以行波的形式从线路出口出发传播到故障点，在 测量点所能接收到的最早的故障特征信息即是来自于故障点的反射行波，利用 这一初始故障点反射行波来进行故障区段识别，极大的提升了故障区段的识别 速度。

附图说明

图1示出了根据本发明方案所提出的柔性直流配电线路故障定位的算法流 程图；

图2示出了线路不同区段故障下的故障区段识别特征波头的示意图。